DE3026010C2 - Production of propylene-ethylene copolymers - Google Patents
Production of propylene-ethylene copolymersInfo
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Description
a) eine Aluminiumtrialkylverblndung, die gegebenenfalls zumindest teilweise als Komplex mit einer Elektronendonatorverbindung vorliegt, unda) an aluminum trialkyl compound, which is optionally at least partially present as a complex with an electron donor compound, and
b) Tltantri- oder -tetrahalogenid oder ein Komplex aus einem Titantrl- oder -tetrahalogenld mit einer Elekironendonatorverblndung, jeweils auf einem Magnesiumdlhalogenldträger,b) Tltan tri or tetrahalide or a complex of a titanium tri or tetrahalide with an electron donor compound, each on a magnesium halogenide carrier,
verwendet wird.is used.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisation bei einer Temperatur Im Bereich von 51 bis 690C durchgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the polymerization is carried out at a temperature in the range of 51 to 69 0 C.
Die kontinuierliche Polymerisation von Propylen unter einem auspichenden Druck, um zumindest einen Teil des Propylens In der flüssigen Phase zu halten, Ist nach dem Stand der Technik bekannt. Das In der Vergangenes helt verwendete Katalysatorsystem bei solch einer Polymerisation besteht aus einer nlcht-modlflzlerten oder mit einem Elektronendonator modifizierten Titanhalogenkomponente, die mit einem alumlnlumcrganlschen Cokatalysator aktiviert worden Ist. Typische Beispiele herkömmlicher Propylen-Polymerlsatlonskatalysatorsysteme umfassen cokrlstalllslerte Titantrlchlorld/Alumlnlumtrlchlorld-Katalysatoren der allgemeinen Formel η TlCl1 · AlCl3, welche mit Diathylalumlnlumchlorld oder TrlSthylalumlnlum aktiviert wurden. Das co-krlstalllThe continuous polymerization of propylene under an adequate pressure to keep at least a portion of the propylene in the liquid phase is known in the art. The catalyst system used in the past in such a polymerization consists of a titanium halogen component which has not been modified or modified with an electron donor and which has been activated with an aluminum-luminescent cocatalyst. Typical examples of conventional propylene polymeric catalyst systems include carbonized titanium chloride / aluminum aluminum catalysts of the general formula η TlCl 1 · AlCl 3 which have been activated with diethylaluminum chloride or triethylaluminum. The co-krlstalll slerte Tltantrichlorld - Aluminlumtrlchlorld kann einer Modlfizlerungsbehandlung mit einer geeigneten Elektro nendonator-Verbindung unterzogen worden sein, um dessen Aktivität oder Stereospezlfltät zu verstärken. Solche Verbindungen sind z. B. Phosphorverbindungen, Ester anorganischer und organischer Säure, Äther und zahlreiche andere Verbindungen. Die FR-PS 14 77 315 beschreibt ein Verfahren zur Polymerisation von Propylen, dem 0,5 bis 3 Gew.-96 Äthyslerte Tltantrichlorld - Aluminlumtrlchlorld can a modlfizlerungsbehalt with a suitable electric donor compound in order to increase its activity or stereospecificity. Such Connections are e.g. B. phosphorus compounds, esters of inorganic and organic acids, ethers and numerous other compounds. The FR-PS 14 77 315 describes a process for the polymerization of propylene, the 0.5 to 3 wt .- 96 Ethy len beigemischt werden, unter Verwendung solcher herkömmlicher Katalysatorsysteme. Mit herkömmlichen Katalysatoren erhält man aber Im allgemeinen eine ungünstige Auswirkung bei Einbringen von Äthylen In die Beschickung bei Temperaturen von über 60° C, wobei Produktivltätswerte erzielt werden, die geringer sind als jene, die man In Abwesenheit von Äthylen und bei optimalen Polymerisationstemperaturen erhält.len are admixed using such conventional catalyst systems. With conventional Catalysts are obtained but in general an unfavorable effect when introducing ethylene into the Charging at temperatures above 60 ° C, with productivity values being achieved that are lower than those obtained in the absence of ethylene and at optimal polymerization temperatures.
chen Katalysatoren zur Polymerisation von a-Oleflnen sind. Kurz gesagt, enthalten diese Katalysatoren eine Titanhalogen-Katalysator-Komponente auf einem Magneslumdlhalogenld als Träger und eine Alkylalumlnlumverblndung, welche als Komplex mit einer Elektronendonatorverbltidung anwesend sein kann.Chen catalysts for the polymerization of α-olefins are. In short, these catalysts contain one Titanium halogen catalyst component on a magnesium halide as support and an alkyl aluminum compound, which can be present as a complex with an electron donor veneer.
Diese Katalysatorkomponenten sind In der Patentllteratur, z.B. US-PS 38 30 787, 39 53 414, 40 5) 313 und 41 15 319, beschrieben worden.These catalyst components are described in the patent literature, e.g. 41 15 319, has been described.
Aus der DE-OS 25 05 825 Ist ein Verfahren zur Herstellung von Mischpolymeren aus Äthylen und Propylen In Anwesenheit derartiger Katalysatoren bekannt, bei dem allerdings der Gehalt an Propylen 90 Gtw.-% nicht übersteigt.From DE-OS 25 05 825 is a process for the production of copolymers from ethylene and propylene Known in the presence of such catalysts, in which, however, the propylene content is not 90% by weight exceeds.
Es Ist bekannt, daß bei der Polymerisation von Propylen In Anwesenheit eines flüssigen Monomeren die Wirksamkeit (Produktivität) jedes der genannten Katalysatorsysteme erhöht wird, wenn die Temperatur auf einIt is known that in the polymerization of propylene in the presence of a liquid monomer the Efficacy (productivity) of each of the said catalyst systems is increased when the temperature is raised to a
so Niveau von etwa 68° C oder etwa höher angehoben wird, wobei maximale Produktivitätswerte erzielt werden. Typischerwelse resultiert ein Temperaturanstieg von etwa 51° C auf etwa 680C beinahe In einer Verdoppelung der Katalysatorwirksamkeit, unabhängig von dem speziell gewählten Katalysatorsystem. Ein weiterer Temperaturanstieg verursacht einen raschen Abfall der Produktivität von den Maximalwerten. Es besteht also für jedes bei der Propylen-Flüssigkeltspolymerlsatlon verwendete Katalysatorsystem ein beiso the level of about 68 ° C or about higher is raised, with maximum productivity values being achieved. Typical catfish results in a temperature rise of about 51 ° C to about 68 0 C in almost a doubling of the catalyst activity, regardless of the specially selected catalyst system. A further increase in temperature causes a rapid drop in productivity from the maximum values. There is therefore a for each catalyst system used in the propylene liquid polymer solution relativ hohen Temperaturen und Druck (um die Flüssigphase bei der Temperatur zu gewährleisten) zu erzielendes maximales Produktivitätsniveau. Einstellung dieser optimalen Verfahrensbedingungen trägt zu einem Teil zu den allgemeinen Verfahrenskosten In Form von Ausrüstungen für erhöhtes Vorerhitzen, Kühlen und Druckerfordernisse bei. Aufgabe der vorliegenden Erfindung Ist daher, ein Verfahren zur Herstellung von Polypropylen zu schaffen,Relatively high temperatures and pressure (to ensure the liquid phase at the temperature) to achieve maximum productivity level. Setting these optimal process conditions contributes to a part to general process costs in the form of equipment for increased preheating, cooling and pressure requirements. The object of the present invention is therefore to create a process for the production of polypropylene,
w) daß die soeben geschilderten Nachtelle der bisher bekannten Verfahren vermeldet und Insbesondere die Katalysatorproduktivität wesentlich verbessert. w) that the disadvantages just described of the previously known processes are reported and, in particular, the catalyst productivity is significantly improved.
I)Ic /dehnung /elgi vergleichsweise die mil clem erflndungsgcmfllJcn Verführen erhaltenen, verbesserten Ergebnisse.I) Ic / dehnung / elgi comparatively the improved results obtained with the invention-based seduction Results.
hs Uncrwariclerwclsc wurde gefunden, dall die Zugabe einer geringen Menge Äthylen zu der Propylenbeschlkkung unter Verwendung des oben beschriebenen Katalysatorsystems einen dramatischen und völlig unerwarteten Anstieg der Katalysatorproduktlvltat zur Folge hat. Es wurde weiterhin gefunden, daß der Anstieg der Produktivität nicht von einem besonderen Wert der Äthylenkonzentration In der Gesamtbeschickung abhängt. hs Uncrwariclerwclsc was found that adding a small amount of ethylene to Propylenbeschlkkung using the catalyst system described above Dall a dramatic and totally unexpected increase in Katalysatorproduktlvltat result has. It was further found that the increase in productivity does not depend on any particular value of the ethylene concentration in the total charge.
sondern daß jede Menge innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 1,7 Gew.-%, etwa die gleiche Verbesserung bewirkt. Sehr wesentlich 1st zusätzlich, daß gefunden wurde, daß bei Anwesenheit von Äthylen in der Monomerbeschickung die Auswirkung der Temperatur auf die Katalysatorproduktivität ausgeschaltet 1st, d. h. die erhöhte Katalysatorproduktivität bleibt, in einem breiten Temperaturbereich im wesentlichen konstant.but that any amount within a range of 0.5 to 1.7 weight percent is about the same improvement causes. In addition, it is very important that it has been found that in the presence of ethylene in the monomer feed the effect of temperature on catalyst productivity is eliminated, d. H. the increased catalyst productivity remains essentially constant over a wide temperature range.
Diese Ergebnisse stehen In direktem Widerspruch dazu, was bei dem gleichen Verfahren bei Äthylenzugabe zur Propylenbeschlckung, jedoch mit herkömmlichen, trägerlosen Titankatalysatorsystemen auftritt. Bei diesen 1st die Temperatur der die Produktivität beeinflussende Hauptfaktor. Obwohl bei Temperaturen unterhalb der optimalen Temperaturen die Anwesenheit von Äthylen manchmal die Produktivität In leichtem Maße, d. h. um 10% oder weniger, anzuheben scheint, Ist doch kein Fail aufgetreten, bei dem die Anwesenheit von Äthylen in der Propylenbeschlckung eine bessere Produktivität bewirkte als jene, die man in Abwesenheit von Äthylen In der Beschickung und bei optimaler Polymerisationstemperatur (das 1st 68°-71°C) zur Erzielung maximaler Produktivität erhielt.These results are in direct contradiction to what happens with the same procedure when adding ethylene for propylene loading, but occurs with conventional, unsupported titanium catalyst systems. With these Temperature is the main factor influencing productivity. Although at temperatures below the optimal temperatures the presence of ethylene sometimes slightly increases productivity; i. H. around 10% or less, appears to increase. However, no fail has occurred in which the presence of ethylene in the propylene filling brought about a better productivity than that which one in the absence of ethylene In the charge and at the optimum polymerization temperature (that is 68 ° -71 ° C) to achieve maximum Productivity received.
Vor Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Flüsslgphasenreaktor nur mit Propylenmonomer gefahren werden, d. h. Durchführung einer Homopolymerisatlon bei einer Temperatur zwischen 46° und 74° C, wobei die erhaltene Produktivität bei jeder Temperaturstufe gemessen wird. So kann man die Katalysator-Produktivität im Verhältnis zur Temperatur bestimmen.Before the process according to the invention is carried out, the liquid phase reactor can only operate with propylene monomer be driven, d. H. Carrying out a homopolymerization at a temperature between 46 ° and 74 ° C, the productivity obtained being measured at each temperature level. So you can get the catalyst productivity in relation to the temperature.
Die erfindungsgemäß verwendeten Katalysatorkomponenten können solche wie z. B. die kürzlich entwickelten, hochaktiven Magneslumhalogenld-Trägerkatalysatorkomponenten*) und aluminiumorganische Cokatalysatorkomponenten wie sie z. B. in US ?S 39 53 414, 40 51 313, 41 15 319 und 38 30 787 beschrieben worden sind, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich Bezug genommen wird, sein.The catalyst components used in the invention can be such as. B. the recently developed, highly active magnesium halide supported catalyst components *) and organoaluminum cocatalyst components how they z. B. in US? S 39 53 414, 40 51 313, 41 15 319 and 38 30 787 have been described, the disclosure of which is expressly referred to here.
Eine solche Katalysatorzusammensetzung ist typischerweise eine Zweikomponentenzusammensetzung, wobei die Komponenten separat in den Polymerisationsreaktor eingeführt werden. Die Komponente a) einer solchen Zusammensetzung wird aus der Gruppe der Trlalkylaluminlumverblndungen mit zweckmäßig 1-8 Kohlenstoffatomen In der Alkylgruppe ausgewählt wie z. B. Trläthylalumlnium, Trlmethylaluminlum, Trl-n-butylaluminium, Trllsobutylalumlnlum, Trllsohexylalumlnlum, Trl-n-octylalumlnlum und Trilsooctylalumlnlum. Es können aber auch beispielsweise Trlpropylalumlnlum, Trlmethylaluminlum und Trlheptylalumtnium verwendet werden, wobei die Alkylgruppen gerad- oder verzwelgtkettig sein kOnnen. Das Trlalkylaluminlum wird vor dem Einführen In den Polymerisationsreaktor mit einem Elektronendonator einer Komplexbildung unterworfen. Die besten Ergebnisse erzielt man, wenn als Elektronendonatoren Ester von Carbonsäuren, Insbesondere Ester aromatischer Säuren oder Diamine, verwendet werden.Such a catalyst composition is typically a two-component composition, wherein the components are introduced separately into the polymerization reactor. Component a) such The composition is selected from the group of the alkylaluminum compounds with suitably 1-8 carbon atoms In the alkyl group selected such. B. Trläthylaluminium, Trlmethylaluminlum, Trl-n-butylaluminium, Trilsobutylaluminum, Trilsohexylaluminum, Trl-n-octylaluminum and Trilsooctylaluminum. It but can also, for example, tripropylaluminum, trimethylaluminum and trheptylaluminium used where the alkyl groups can be straight or branched chain. The Trlalkylaluminum is before Introducing Complexed into the polymerization reactor with an electron donor. the The best results are achieved when the electron donors are esters of carboxylic acids, especially esters aromatic acids or diamines can be used.
Einige typische Beispiele solcher Verbindungen sind Methyl- und Äthylbenzoat, Methyl- und Äthyl-pmethoxybenzoat, Diäthylcarbonat, Äthylacetat, Dlmethylmaleat, Trläthylborat, Äthyl-o-chlorbenzoat, Äthylnaphthenat, Methyl-p-toluat, Äthyltoluat, Äthyl-p-butoxybenzoat, Äthylcyclohexanoat, Äthylpivalat, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetramethylendlamln, 1,2,4-Trlmethylplperazln und 2,5-Dimethylplperazln. Das Molverhältnis von Alumlnlumalkyl zu dem Elektronendonator kann zweckmäßig zwischen 1 und 100, vorzugsweise zwischen 2 und 5 betragen. Lösungen von Elektronendonatoren und der Trlaikylalumlniumverblndung in einem Kohlenwasserstoff, wie z. B. Hexan oder Heptan, werden vorzugsweise für eine bestimmte Zelt, die Im allgemeinen weniger als 1 Stunde beträgt, vorher umgesetzt, ehe die Mischung In den Polymerisationsreaktor gegeben wird.Some typical examples of such compounds are methyl and ethyl benzoate, methyl and ethyl pmethoxybenzoate, Diethyl carbonate, ethyl acetate, methyl maleate, triethyl borate, ethyl o-chlorobenzoate, ethyl naphthenate, Methyl p-toluate, ethyl toluate, ethyl p-butoxybenzoate, ethyl cyclohexanoate, ethyl pivalate, Ν, Ν, Ν ', Ν'-tetramethylendlamln, 1,2,4-Trimethylpperazln and 2,5-Dimethylpperazln. The molar ratio of aluminum alkyl to the electron donor can expediently between 1 and 100, preferably between 2 and 5 be. Solutions of electron donors and the triacylaluminium compound in a hydrocarbon, such as B. hexane or heptane, are preferred for a particular tent, which is generally less than 1 hour, reacted beforehand before the mixture is added to the polymerization reactor.
Der andere Bestandteil der Katalysatorzusammensetzung Ist entweder ein Tltantrl- oder -tetrahalogenld auf einem Magneslumdlhalogenidträger oder ein Komplex eines Titantrl- bzw. -tetrahalogenlds mit einer Elektronendonatorverblndung auf einem Magneslumdlhalogenidträger. Das In dem jeweiligen Halogenid enthaltene Halogen kann Chlor, Brom oder Jod sein, wobei das bevorzugte Halogen Chlor ist. Wenn zur Bildung des Komplexes eine Elektronendonatorverblndung verwendet wird, stammt diese zweckmäßigerweise aus der Gruppe der Ester anorganischer oder organischer sauerstoffhaltlger Säuren und der Polyamine. Beispiele solcher Verbindungen sind die Ester aromatischer Carbonsäuren, wie z. B. Benzoesäure, p-Methoxybenzoesäure und p-Toluolsäure, sowie Insbesondere die Alkylester der genannten Säuren; ferner die Alkylendlamtne, wie z. B. N', N', N", N"-Tetramethyläthylendlamln.The other component of the catalyst composition is either a Tltantrl or Tetrahalogenld a magnesium halide carrier or a complex of a titanium tri- or tetrahalide with an electron donor compound on a magnesium halide support. The contained in the respective halide Halogen can be chlorine, bromine or iodine, the preferred halogen being chlorine. If to form the Complex an electron donor compound is used, this comes appropriately from the Group of esters of inorganic or organic oxygen-containing acids and polyamines. Examples of such Compounds are the esters of aromatic carboxylic acids, such as. B. benzoic acid, p-methoxybenzoic acid and p-toluic acid, and in particular the alkyl esters of the acids mentioned; also the alkylene lamellas, such as. B. N ', N ', N ", N" -Tetramethyläthylendlamln.
Das Molverhältnis von Magnesium zu dem Elektronendonator beträgt zweckmäßig 1 oder mehr als 1, vorzugsweise zwischen 2 und 10. Im allgemeinen beträgt der Titangehalt, angegeben als Titanmetall, zwischen 0,1 und 20 Gew.-% In der Trägerkatalysatorkomponente, vorzugsweise zwischen 1 und 3 Gew.-%.The molar ratio of magnesium to the electron donor is expediently 1 or more than 1, preferably between 2 and 10. In general, the titanium content, expressed as titanium metal, is between 0.1 and 20% by weight in the supported catalyst component, preferably between 1 and 3% by weight.
Die Herstellung solcher Trägerkatalysatorkomponenten 1st In der Literatur beschrieben worden, und diese sind am Markt erhältlich.The preparation of such supported catalyst components has been described in the literature and these are available on the market.
Bei speziellen Ausführungsformen der Erfindung enthält die Säurekomponente der als Elektronendonatoren verwendeten Ester zwischen 1 bis 11 Kohlenstoffatom!:, während die Alkoholkcmponente Insbesondere 1 bis 2 Kohlenstoffatome aufweist. Sofern für diesen Zweck eine Diaminverbindung verwendet wird, enthält diese S5 vorzugsweise 4 bis 7 Kohlenstoffatome.In specific embodiments of the invention, the acid component contains as electron donors used esters between 1 to 11 carbon atoms!:, while the alcohol component in particular 1 to 2 Has carbon atoms. If a diamine compound is used for this purpose, it contains S5 preferably 4 to 7 carbon atoms.
Die Katalysatorkomponenten a) und b) werden In die Reaktionszone In solchen Mengen eingeführt, daß das Molverhältnis von Al/Tl In einem we'ten Bereich von zweckmäßig etwa 1 bis 10 000, vorzugsweise zwischen 10 bis 200 gehalten wird.The catalyst components a) and b) are introduced into the reaction zone in such amounts that the Molar ratio of Al / Tl in a wide range of expediently about 1 to 10,000, preferably between 10 until 200 is held.
Das erfindungsgemäß verwendete Polymerisationsverfahren Ist das bekannte Flüsslgphasenverfahren, wobei das Propylen sowohl als flüssiges Verdünnungsmittel als auch als Reaktlonstellnehmer fungiert, mit Ausnahme von geringen Mengen an Inerten Kohlenwasserstoffen, wie z. B. Hexan, Mineralölen etc., die zur Einführung der Katalysatorkomponente In die Reaktionszone verwendet werden können. Die erfindungsgemäß angewendeten Reaktionsbedingungen umfassen Polymerisationstemperaturen Im Bereich von 46° bis 74° C, vorzugsweise 51° bis 69° C. Der Druck sollte ausreichend erhöht sein, um mindestens einen Teil des Propylen In flüssiger Phase f>5 zu halten. Ein geeigneter Druck beträgt 14 atü und mehr, Insbesondere bis zu 35 atü.The polymerization process used in the present invention is the known liquid phase process, wherein the propylene acts as both a liquid diluent and a reaction driver, with the exception of small amounts of inert hydrocarbons, such as. B. hexane, mineral oils, etc., the introduction of the Catalyst component can be used in the reaction zone. The used according to the invention Reaction conditions include polymerization temperatures in the range of 46 ° to 74 ° C, preferably 51 ° up to 69 ° C. The pressure should be increased sufficiently to remove at least part of the propylene In the liquid phase f> 5 to keep. A suitable pressure is 14 atmospheres and more, in particular up to 35 atmospheres.
*) gemeint Ist hler und Im folgenden die Komponente b)*) is meant here and in the following the component b)
Die Gesamtfeststoffe, die sich entsprechend diesem System In der Reaktionszone befinden, betragen gewöhnlich 15 bis 20%, obwohl auch offensichtlich niedrigere oder höhere Werte, z. B. bis zu 60% Polymerfeststoffe, vorhanden sein können. Für eine zweckmäßige Handhabung der Aufschlämmung wird die Polymerisation vorzugsweise Im Bereich der obigen Feststoffwerte gehalten. Die Reaktion Ist kontinuierlich, d. h. die Monomerbeschickung (d. h. Propylen und Äthylen) und die Katalysatorkomponenten werden kontinuierlich In den Reak tor gegeben, und eine Aufschlämmung des Polymerproduktes und das flüssige Propylen weiden vorzugsweise mittels eines cyclischen Entnahmeventlls, welches den kontinuierlichen Betrieb simuliert, abgezogen. Gegebenenfalls können verschiedene Modifizierungsmittel, wie z. B. Wasserstoff, zugegeben werden, um die Eigenschaften des Polymerproduktes zu verändern. Derartige Modifizierungsmittel sind nach dem Stand der Technik bekannt und brauchen hler nicht weiter beschrieben zu werden, da sie nicht Teil dieser Erfindung sind.The total solids present in the reaction zone according to this system is usually 15 to 20%, although obviously lower or higher values, e.g. B. up to 60% polymer solids, may be present. For convenient handling of the slurry, polymerization is used preferably kept in the range of the above solids values. The reaction is continuous; H. the monomer feed (i.e. propylene and ethylene) and the catalyst components are continuously fed into the reactor tor, and a slurry of the polymer product and the liquid propylene are preferably present withdrawn by means of a cyclic Entnahmeventlls, which simulates the continuous operation. Optionally, various modifying agents, such as. B. hydrogen, may be added to change the properties of the polymer product. Such modifiers are known in the art are known and do not need to be further described since they are not part of this invention.
Die abgezogene Polym.eraufschlämmung wird In eine Zone geringeren Drucks, z. B. 3,5 atü oder weniger, geleitet (d. h. In eine Zone, deren Druck geringer Ist als bei der Polymerisationsreaktion), wo aufgrund des Druckabfalls und der flüchtigen Natur der Polymerisatlonsbestandtelle eine Entspannungsverdampfung dieser flüchtigen Bestandteile aus dem festen Polymer auftritt. Diese Entspannungsverdampfung, die durch Erhitzen unterstützt werden kann, ergibt ein Polymerpulver, das Im wesentlichen trocken Ist, wobei durch diese Formulierung ein Polymer bezeichnet wird, das 5% oder weniger flüchtige Bestandteile enthält. Der nichi-umgeseizie Monomerstrom wird nach dieser Zone der Entspannungsverdampfung mit geringem Druck einer Überkopfdestlllatlon unterzogen und wenigstens ein Teil davon wird komprimiert und kondensiert und In den Reaktor zurückgeführt. Das Polymer kann dann gegebenenfalls In einer nachfolgenden Polymerisationszone weiter umgesetzt werden oder auch direkt zu einer End-Trockenzone geleitet werden, um die restlichen flüchtigen Bestandteile zu entfernen.The withdrawn polymer slurry is transferred to a zone of lower pressure, e.g. B. 3.5 atmospheres or less, passed (ie in a zone whose pressure is lower than in the polymerization reaction) where, due to the pressure drop and the volatile nature of the Polymerisatlonsbestandtelle a flash evaporation of these volatile components from the solid polymer occurs. This flash evaporation, which can be assisted by heating, results in a polymer powder that is substantially dry, this formulation denoting a polymer that contains 5% or less volatiles. After this low pressure flash evaporation zone, the non-circulating monomer stream is subjected to an overhead distillation and at least a portion of it is compressed and condensed and returned to the reactor. The polymer can then, if appropriate, be reacted further in a subsequent polymerization zone or also be passed directly to a final drying zone in order to remove the remaining volatile constituents.
flüssige Propylen kann (nach zweckmäßigem Spülen) in den Reaktor zurückgeleitet werden, um auf diese Welseliquid propylene can (after appropriate flushing) be fed back into the reactor for this purpose
2S Verunreinigungen (die Alumlnlumalkylverblndungen und organische Ester) aus dem Polymer entfernt werden. 2S impurities (the aluminum alkyl compounds and organic esters) are removed from the polymer.
Aufgrund der allgemein hohen Produktivität des Trägerkatalysatorsystems, die In kg hergestelltes Polymer pro kg Titanmetall berechnet wird - wobei die Produktivität erfindungsgemäß welter erhöht wird - besteht keine Notwendigkeit, die Katalysatorrückstände durch eine Entaschung aus dem Polymer zu entfernen, wie das bei herkömmlichem Katalysator der Fall 1st.Due to the generally high productivity of the supported catalyst system, the in kg of polymer produced per kg titanium metal is calculated - whereby the productivity is further increased according to the invention - there is none Need to remove the catalyst residues from the polymer by ash removal, as is the case with conventional catalyst is the case.
wegen der geringen Mengen von Äthylen verbesserte Schlagfestigkeit und Sprödlgkeltstemperaturen aufweisen,have improved impact strength and brittle temperatures due to the small amount of ethylene, ohne daß die gewünschten Eigenschaften des Propylenhomopolymers beeinträchtigt werden. Die Endanwendungwithout adversely affecting the desired properties of the propylene homopolymer. The end use der Polymerprodukte umfaßt Spritzgußverfahren für Haushaltswaren und Behälter, Blasformverfahren vonThe polymer products include injection molding processes for housewares and containers, blow molding processes of
Die Versuche wurden In größerem Maßstab In einer kontinuierlichen Pilot-Anlage durchgeführt, wobei Monomer und Katalysatorkomponenten kontinuierlich In einen Reaktor unter Rühren eingeführt wurden. Die Geschwindigkeit der Monomerbeschickung entsprach einer Verweilzeit In dem Reaktor von 2 Stunden. Die aluminiumorganische Verbindung des Katalysatorsystems war eine Hexanlösung von Trllsobutylalumlnlum (TIBA), das vor dem Einführen In den Reaktor mit einer Hexanlösung von Methyl-p-toluat (MPT), einer Elek-The experiments were carried out on a larger scale in a continuous pilot plant, with monomer and catalyst components being continuously introduced into a reactor with stirring. the The rate of monomer feed corresponded to a residence time in the reactor of 2 hours. the The organoaluminum compound of the catalyst system was a hexane solution of trisobutylaluminum (TIBA), which before being introduced into the reactor with a hexane solution of methyl p-toluate (MPT), an elec-
« tronendonatorverbindung, behandelt worden war. Die feste Tltanhalogenld-Trägerkatalysatorkomponente war ein am Markt erhältlicher Katalysator. Die Trägerkatalysatorkomponente enthielt 1,5 Gew.-% Titan, 3 Gew.-% Magnesium, 60 Gew.-% Chlor und 9,6 Gew.-« flüchtige Kohlenwasserstoffe. Bei der Herstellung der Trägerkatalysatorkomponente Ist Äthylbenzoat verwendet worden. Die beiden Katalysatorkomponenten wurden In einer Geschwindigkeit zugegeben, die der Polymerproduktionsgeschwindigkeit direkt proportional war und in ausrei-«Tron donor connection, had been dealt with. The solid supported titanium halide catalyst component was a catalyst available on the market. The supported catalyst component contained 1.5% by weight of titanium, 3% by weight Magnesium, 60% by weight of chlorine and 9.6% by weight of volatile hydrocarbons. Ethyl benzoate has been used in preparing the supported catalyst component. The two catalyst components were in one Speed added, which was directly proportional to the polymer production rate and in sufficient
chenden Mengen, um in der Reaktoraufschlämmung eine Polymerfeststoffkonzentration von einem Nominalwert von 40% aufrecht zu erhalten. Die Katalysatorproduktivität (kg Polymer/kg Tl-Metall) wurde jeweils aufgrund der Polymeraufschlämmungsentnahmegeschwlndlgkelt, der Feststoffgehalte In der Aufschlämmung und der Zugabegeschwindigkeit der Titankatalysatorkomponente errechnet. Die angewendeten Verfahrensbedingungen und die Ergebnisse werden In Tabelle I angegeben.amounts sufficient to maintain a nominal 40% polymer solids concentration in the reactor slurry. The catalyst productivity (kg polymer / kg Tl metal) was in each case Due to the polymer slurry withdrawal fluctuates, the solids contents in the slurry and the rate of addition of the titanium catalyst component is calculated. The process conditions used and the results are given in Table I.
Tabelle II stellt die gleichen Daten In etwas veränderter Form dar. Der Vergleichswert (100% Wirksamkeit) für die Daten Ist die durchschnittliche Katalysatorproduktivität bei 680C und 0% Äthylenzugabe. Die durchschnittlichen Katalysatorwirksamkeitswerte bei den Versuchen bei den jeweiligen anderen Temperaturen erhielt man durch Angabe der beobachteten Produktivitätswerte in Prozenten der durchschnittlichen Vergleichsproduktivität.Table II presents the same data which show in a somewhat modified form. The comparison value (100% efficiency) for the data is the average catalyst productivity at 68 0 C and 0% Äthylenzugabe. The average catalyst effectiveness values in the tests at the respective other temperatures were obtained by specifying the productivity values observed as a percentage of the average comparative productivity.
Beispiel bzw.
Vergleichsversuch Example or
Comparative experiment
Reaklortemperalur Reactor temperature
0C" 0 C "
Reaklor-Reaklore
druckpressure
aiiiaiii
ÄlhylenÄlhylen
Gew.-%Wt%
Mol-Verhältnis Mole ratio
MoI-Verhältnis MoI ratio
ΤΙΒΛ/ΜΡΤ ΛΙ/ΤίΤΙΒΛ / ΜΡΤ ΛΙ / Τί
Produktivitätproductivity
1000 kg/kg Ti1000 kg / kg Ti
% Athyleneinheilen im Polvmeren % Ethylene incorporation in Polvmeren
2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 2,12.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.1
152152
152152
152152
4040
4040
7575
7575
150150
150150
150150
376 411 449 394 513 268 498 551 215 433376 411 449 394 513 268 498 551 215 433
1,51.5
3,03.0
2,72.7
2,42.4
2,42.4
3,73.7
Beispiel bzw. VegleichsversuchExample or comparison attempt
Äthylen Temperatur Katalysalorwirksamkeit °C %Ethylene temperature catalyst efficiency ° C%
') Katalysatorwirksamkeil gering aufgrund eines geringen Verhältnisses von Τ1ΒΛ/ΜΡΤ (2.1 gegenüber 2.8 bei allen anderen Versuchen)') Catalyst effective wedge low due to a low ratio of Τ1ΒΛ / ΜΡΤ (2.1 compared to 2.8 in all other attempts)
Wie man aus den in der Zeichnung dargestellten Daten ersehen kann, bewirkt die Zugabe kleiner Mengen von Äthylen zu der Propylenbeschlckung ein dramatisches Ansteigen der Katalysatorwirksamkeit (Produktivität) Ober jene hinaus, die man bei optimaler Temperatur ohne Äthylenzugabe erzielt. Auch Ist dabei die Auswirkung der Temperatur ausgeschaltet, d. h. der verbesserte Produktivitätswert 1st Im wesentlichen über einen breiten Temperaturbereich von 52 bis 68° C konstant.As can be seen from the data shown in the drawing, the addition of small amounts is effective from ethylene to propylene a dramatic increase in catalyst efficiency (productivity) Beyond those that can be achieved at the optimum temperature without the addition of ethylene. Also is there Effect of temperature switched off, d. H. the improved productivity value is substantially above constant over a wide temperature range of 52 to 68 ° C.
Vergleichsversuche F bis LComparative experiments F to L
Das gleiche Verfahren wie oben beschrieben, wurde wiederholt, jedoch bestanden die Katalysatorsysteme aus zwei ähnllchwlrkenden, konventionellen, trägerlosen, mit einer Elektronendonatorverbindung aktivierten Titantrichlorldkatalysatoren und Dläthylalumlniumchlorld als Cokatalysator.The same procedure as described above was repeated, but the catalyst systems failed two similarly strong, conventional, unsupported titanium trichloride catalysts activated with an electron donor compound and diethylaluminium chloride as cocatalyst.
Die entsprechenden Versuchsdaten werden In den Tabellen HI und IV angegeben. Wie aus diesen Daten ersichtlich Ist. waren die Produktlvltätswerte bei Anwesenheit von Äthylen In allen Fällen geringer als jene, die man bei etwa optimalen Temperaturbedingungen (680C) In Abwesenheit von Äthylen erhielt, uie Poiymerisationstemperatur hatte eine beträchtliche Wirkung auf die Produktlvltätswerte.The corresponding test data are given in Tables HI and IV. As can be seen from this data. the Produktlvltätswerte in the presence of ethylene in all cases, were lower than those that were obtained at about the optimum temperature conditions (68 0 C) In the absence of ethylene, uie Poiymerisationstemperatur had a considerable effect on the Produktlvltätswerte.
Vergleichsversuch Reaktortemperatur 5 °CComparative experiment reactor temperature 5 ° C
Reaktordruck Äthylen atü Gew.-%Reactor pressure ethylene atü wt .-%
ΛΙ/Ti kg/kg Kalalys.ΛΙ / Ti kg / kg Kalalys.
') Handelsüblicher Kalalysator (mit Elektronendonator modifiziertes 3 TiCh ■ AICh) ^) Mischlings aus den handelsüblichen Katalysatoren (mil Elektronendonator modifiertes 3 T1CI3 ■ Aldi) (nicht-modifiziertes 3 T1CI3 ■ AICI3)') Commercially available analyzer (3 TiCh ■ AICh modified with electron donor) ^) Hybrid from the commercially available catalysts (with electron donor modified 3 T1CI3 ■ Aldi) (unmodified 3 T1CI3 ■ AICI3)
2020th
2525th
3030th
Bei diesen Versuchen wurde ein handelsüblicher, nlcht-aktlvlerter TlCI3 · AlClj-Katalysator bei den In Tabelle V gezeigten Bedingungen verwendet. Tabelle V zeigt, daß man keine Verbesserungen über die optimale Produktivität hinaus bei diesen Versuchen erzielte.A commercially available, non-activated TICI 3 • AlClJ catalyst at the conditions shown in Table V was used in these experiments. Table V shows that no improvements beyond optimal productivity were obtained in these experiments.
ÄthylenEthylene
Temperatur 0CTemperature 0 C
KatalysatorwirksamkeitCatalyst efficiency
100 70 80100 70 80
40 Vergleichsversuch40 comparison test
Reaktor-Reactor-
temperalurtemperalur
0C 0 C
Reaktordruck Äthylen atü Gew.-%Reactor pressure ethylene atü wt .-%
Mol-Verhältnis Ai/TiMole ratio Ai / Ti
kg/kg Kalalys.kg / kg Kalalys.
% Äthylen im Polymer% Ethylene in the polymer
4545
30,8 25,6 26,030.8 25.6 26.0
0 0 0,90 0 0.9
3.65 3,65 3,653.65 3.65 3.65
12751275
890890
10151015
0 0 3,30 0 3.3
5050
MlMl
6565
Der bei dieser Versuchsreihe verwendete Katalysator war ein Fhosphoroxyirichiorid-modiiizierter 3TlCl] · AlClj-katalysator mit Dlathylalumlnlumchlorid als Cokatalysator. Auch mit diesem herkömmlichen Katalysator erhielt man keine Verbesserungen über die optimale Produktivität hinaus, wie dies aus den Daten In 55 Tabellen VII und VIII erstehen werden kann.The catalyst used in this series of experiments was a phosphorus oxychloride-modified one 3TlCl] · AlClj catalyst with methylaluminum chloride as cocatalyst. Even with this conventional one Catalyst, no improvements beyond optimal productivity were obtained, as shown in the data In 55 Tables VII and VIII can be obtained.
ÄthylenEthylene
Temperatur 0CTemperature 0 C
(Durchschnittswert)(Average value)
KatalysatorwirksamkeilCatalytic wedge
100 49100 49
if SSif SS
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